内容正文:
第1节 水与水溶液
第1课时 水的电离 电解质在水溶液中的存在形态
课程标准要求
学业质量水平
1.认识水的电离,了解水的离子积常数。
2.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡。
3.能通过实验证明水溶液中存在的离子平衡。
1.能运用宏观、微观、符号等方式描述、说明物质转化的本质和规律。(水平3)
2.能采用模型、符号等多种方式对物质的结构及其变化进行综合表征。(水平3)
一、水的电离
1.水的电离
实验证明,经过多次纯化的水仍具有导电性,说明纯水中存在着自由移动的离子,它们是由水分子电离产生的。水的电离方程式为:H2OOH-+H+。
2.水的离子积
(1)水的离子积
①水的电离在一定条件下达到电离平衡,根据化学平衡原理可知,Kw=c平(H+)·c平(OH-),Kw称为水的离子积常数,简称水的离子积。
②Kw反映了水中c平(H+)和c平(OH-)的关系。
(2)影响因素——温度
①在一定温度下,Kw是一个常数;在不同温度下,Kw的数值有所不同。
②升高温度有利于水的电离,水的离子积随之增大。
③25℃时,纯水中的c平(H+)和c平(OH-)都是1.0×10-7mol·L-1,则Kw=c平(H+)·c平(OH-)=1×10-14mol2·L-2。室温下Kw一般也取这个数值。
④Kw的数值很小,由此推知,水的电离程度很小,水中存在的主要是水分子。
二、电解质在水溶液中的存在形态
1.溶液的导电实验
(1)纯水的导电能力非常弱,向其中加入电解质形成溶液后导电能力会增强。
(2)在体积和浓度相同时,盐酸、NaCl溶液的导电能力比CH3COOH溶液、氨水的导电能力强,表明前两种溶液中可自由移动的离子比后两种溶液中的多。
2.强电解质和弱电解质
(1)概念
①在稀的水溶液中能完全电离的电解质称为强电解质。例如,强酸、强碱、大部分盐等都是强电解质。
②在溶于水时部分电离的电解质称为弱电解质。例如,弱酸、弱碱、水、少数盐是弱电解质。
(2)强电解质和弱电解质的区别
强电解质在稀的水溶液中全部以离子的形态存在,而弱电解质的电离程度很小,在水溶液中弱电解质主要以分子的形态存在。例如,CH3COOH溶液和HCl溶液的电离情况比较如下:
(3)电离方程式
①书写强电解质的电离方程式时常用符号“===”,例如,H2SO4、NaOH、NaCl的电离方程式分别为H2SO4===2H++SO、NaOH===Na++OH-、NaCl===Na++Cl-。
②弱电解质的电离过程是可逆的,用符号“”表示。例如,CH3COOH、NH3·H2O的电离方程式分别为CH3COOHCH3COO-+H+、NH3·H2ONH+OH-。
(4)溶剂化作用
①电解质溶液中,不论是离子还是分子,都不是单独存在的,而是与水分子相互吸引、相互结合,以“水合离子”或“水合分子”的形态存在。
②溶质离子或分子与溶剂分子相互吸引的作用叫作溶剂化作用。
巧判断(对的打“√”,错的打“×”)
(1)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c(H+)和c(OH-)相等( √ )
(2)某温度下,纯水中c(H+)=1×10-6 mol/L,此时水呈酸性( × )
(3)t℃时,由水电离出的c(OH-)=1×10-6.5 mol/L,则t℃时Kw=1×10-13(mol/L)2( √ )
(4)升高温度,水的电离程度增大,Kw也增大( √ )
(5)AgCl、BaSO4均难溶于水,其水溶液的导电能力都很弱,故二者属于弱电解质( × )
(6)25℃时,5 mol/L CH3COOH溶液的导电能力比0.1 mol/L HCl溶液的导电能力强,故CH3COOH也是强电解质( × )
学习任务一 水的电离
不同温度下水的离子积常数如下表:
t/℃
Kw/(mol2·L-2)
t/℃
Kw/(mol2·L-2)
25
1.0×10-14
80
2.5×10-13
55
7.3×10-14
100
5.5×10-13
1.通常认为纯水的物质的量浓度为55.6 mol·L-1。结合表中数据计算25℃时水电离出的c(H+),据此得出什么结论?
提示 25℃时,水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14mol2·L-2,由于水电离出的c(H+)=c(OH-),则有c2(H+)=1.0×10-14mol2·L-2,c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1。又知纯水的物质的量浓度为55.6 mol·L-1,据此得出:水的电离程度很小,纯水的导电能力非常微弱。
2.针对表中数据,分析温度对水的离子积常数及水的电离程度的影响。
提示 温度升高,水的离子积常数增大,说明水的电离程度增大。
1.水的电离和水的离子积常数
(1)水的电离程度很小,电离产生